JPH06201743A - Rotor position detecting device - Google Patents

Rotor position detecting device

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Publication number
JPH06201743A
JPH06201743A JP34961192A JP34961192A JPH06201743A JP H06201743 A JPH06201743 A JP H06201743A JP 34961192 A JP34961192 A JP 34961192A JP 34961192 A JP34961192 A JP 34961192A JP H06201743 A JPH06201743 A JP H06201743A
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JP
Japan
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rotating body
sensors
frequency
rotor
eddy current
Prior art date
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Pending
Application number
JP34961192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Oshime
安弘 押目
Kazuhiro Nakao
和弘 中尾
Fumitaka Kimura
文孝 木村
Kazunobu Oyama
和伸 大山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP34961192A priority Critical patent/JPH06201743A/en
Publication of JPH06201743A publication Critical patent/JPH06201743A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To decrease influence of noise to enhance position detection accuracy of a rotor by providing a high-pass filter for eliminating a low frequency component in a front stage side of a wave detector. CONSTITUTION:When eddy current sensors 4a, 4b are excited by a high frequency power source 5 while a rotor 1 is being rotated, an eddy current is generated on a surface of the rotor 1 and impedance of the sensors 4a, 4b are changed in accordance with the eddy current. The impedance of the sensors 4a, 4b caused by the generated eddy current is detected as divided voltage, a low frequency noise signal caused by leakage flux and the like is eliminated by high-pass filters 7a, 7b, and then wave detection is performed by detectors 8a, 8b so that relative positions between the sensors 4a, 4b and the rotor 1 can be detected. Position detection signals outputted from the sensors 4a, 4b are fed to an electromagnet control circuit to selectively excite respective paired electromagnets so that the rotor 1 can be moved in the direction for correcting positional displacement and therefore the rotor 1 can be positioned with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は回転体位置検出装置に
関し、さらに詳細にいえば、モータに代表される回転体
を磁気軸受等により非接触で支持している場合に好適に
適用される回転体位置検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating body position detecting device, and more specifically, it is preferably applied to a rotating body represented by a motor which is supported by a magnetic bearing or the like in a non-contact manner. The present invention relates to a body position detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から超高速回転するモータ等を支持
するために、回転体と軸受との間に摩擦抵抗が生じるこ
とを防止できるという利点に着目して磁気軸受が採用さ
れている。ここで、磁気軸受は、例えば、磁性体からな
る回転体を挟んで対象位置に少なくとも1対の電磁石、
一般的には2対の電磁石を配置しておき、各対の電磁石
を交互に励磁して回転体に対する吸引力を発生させ、吸
引力が発生している電磁石の側に回転体を移動させるも
のである。そして、各対の電磁石を交互に励磁する周期
を可能な限り短くすることにより、等価的に各対の両電
磁石による吸引力が回転体に作用している状態を得て、
十分に強い回転体保持力を達成している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to support a motor or the like that rotates at an extremely high speed, magnetic bearings have been adopted with a focus on the advantage that frictional resistance can be prevented from occurring between a rotating body and a bearing. Here, the magnetic bearing is, for example, at least a pair of electromagnets at a target position with a rotating body made of a magnetic body interposed therebetween.
Generally, two pairs of electromagnets are arranged, each pair of electromagnets is alternately excited to generate an attractive force to the rotating body, and the rotating body is moved to the electromagnet side where the attractive force is generated. Is. And, by shortening the period for alternately exciting the electromagnets of each pair as much as possible, equivalently obtaining a state in which the attraction force by the electromagnets of each pair acts on the rotating body,
Achieving a sufficiently strong rotating body holding force.

【0003】また、回転体が各対の電磁石の中心近傍に
位置している状態においては、上述のような電磁石の励
磁を行なうことにより回転体を高精度に位置決め支持で
きるのであるが、中心近傍からある程度以上変位した場
合には、各対の電磁石の一方のみを励磁し続けることに
より上記変位を解消させることができる。以上の説明か
ら明らかなように、磁気軸受を採用する場合には、回転
体の位置を非接触でかなり高精度に検出することが必要
になり、この要請に応えるために、渦電流センサまたは
インダクタンス式センサが提案されている。
Further, when the rotating body is located near the center of each pair of electromagnets, the rotating body can be positioned and supported with high precision by exciting the electromagnets as described above. When a certain amount of displacement occurs, the above displacement can be eliminated by continuing to excite only one of the electromagnets of each pair. As is clear from the above description, when a magnetic bearing is used, it is necessary to detect the position of the rotating body with high accuracy in a non-contact manner. Expression sensors have been proposed.

【0004】渦電流センサは、回転体を高周波で励振し
た場合に回転体の表面に発生する渦電流に起因するイン
ピーダンスの変化を検出するものであり、インダクタン
ス式センサは、回転体との間に形成されるインダクタン
スの変化を検出するものであり、何れのセンサも非接触
で、かつかなり高精度に回転体の位置を検出できる。具
体的には、例えば、インダクタンス式センサを採用する
場合には、各対のコイルに抵抗等を介して高周波電圧を
印加し、コイルの両端の電圧を検波することにより回転
体の位置変位信号を得、この位置変位信号に基づいて回
転体の位置検出を行なうことが提案されている(特開昭
63−214519号公報参照)。
The eddy current sensor detects a change in impedance due to an eddy current generated on the surface of the rotating body when the rotating body is excited at a high frequency. This is for detecting the change in the formed inductance, and any of the sensors can detect the position of the rotating body in a non-contact manner and with considerably high accuracy. Specifically, for example, when an inductance type sensor is used, a high frequency voltage is applied to each pair of coils via a resistor or the like, and the voltage at both ends of the coils is detected to detect the position displacement signal of the rotating body. Then, it has been proposed to detect the position of the rotating body based on this position displacement signal (see Japanese Patent Laid-Open No. 63-21519).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記何れのセンサを用
いた場合にも、検波により得られた位置変位信号には洩
れ磁束等に起因するノイズが含まれており、しかも、位
置変位信号の周波数とノイズの周波数とが余り大きくは
異なっていないので、高精度の位置変位信号を得ること
ができない。また、ノイズ信号を除去するために、検波
回路の後段にローパスフィルタ等を介在させることが考
えられるが、検波後の位置検出信号周波数とノイズ周波
数とは余り差がないのであるからノイズを十分には低減
できず、ひいては回転体の位置検出精度を余り高めるこ
とができない。
When any of the above-mentioned sensors is used, the position displacement signal obtained by detection contains noise due to leakage magnetic flux and the frequency of the position displacement signal. And the frequency of the noise are not so different from each other, a highly accurate position displacement signal cannot be obtained. Further, in order to remove the noise signal, it is possible to interpose a low-pass filter or the like in the subsequent stage of the detection circuit, but since there is no significant difference between the position detection signal frequency after detection and the noise frequency, there is no sufficient noise. Cannot be reduced, and thus the accuracy of detecting the position of the rotating body cannot be improved so much.

【0006】また、コイルに印加される高周波電圧とし
て振幅変調が施されたものを採用しているので、外部ノ
イズの影響を受けやすく、しかも、洩れ磁束等に起因す
るノイズと同様に位置変位信号の周波数と余り大きくは
異なっていないので、ローパスフィルタ等を介在させて
もノイズを十分には低減できず、ひいては回転体の位置
検出精度を余り高めることができない。
Since the high frequency voltage applied to the coil is amplitude-modulated, it is easily affected by external noise, and the position displacement signal is generated in the same manner as noise caused by leakage magnetic flux. Since the frequency is not so different from the frequency of 1, the noise cannot be reduced sufficiently even by interposing a low-pass filter or the like, and the position detection accuracy of the rotating body cannot be improved so much.

【0007】以上のように回転体の位置検出精度を余り
高めることができないのであるから、ターボ分子ポンプ
等のように超高速で回転される回転体の位置を余り正確
には制御できないことになり、ターボ分子ポンプ等の回
転体が限界量以上の位置ずれを生じ、ひいてはターボ分
子ポンプ等が破損してしまう危険性がある。
As described above, since the accuracy of detecting the position of the rotating body cannot be improved so much, the position of the rotating body rotated at an ultrahigh speed such as a turbo molecular pump cannot be controlled very accurately. There is a risk that the rotating body such as the turbo molecular pump will be displaced by more than the limit amount and eventually the turbo molecular pump will be damaged.

【0008】[0008]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、ノイズの影響を大幅に低減して回転体の
位置検出精度を高めることができる回転体位置検出装置
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a rotating body position detecting device capable of significantly reducing the influence of noise and increasing the position detecting accuracy of a rotating body. It is an object.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1の回転体位置検出装置は、検波手段の前
段側に少なくとも低周波成分を除去するフィルタ手段を
設けてある。請求項2の回転体位置検出装置は、センサ
の励振周波数が、ノイズ成分のレベルが変位検出信号に
影響を与えないよう高く設定されている。
In order to achieve the above object, the rotating body position detecting apparatus according to the first aspect is provided with a filter means for removing at least a low frequency component in front of the detecting means. In the rotating body position detecting device according to the second aspect, the excitation frequency of the sensor is set to be high so that the level of the noise component does not affect the displacement detection signal.

【0010】請求項3の回転体位置検出装置は、回転体
を回転駆動するインバータをさらに有しているととも
に、インバータのキャリア周波数が、ノイズ成分のレベ
ルが変位検出信号に影響を与えないよう高く設定されて
いる。請求項4の回転体位置検出装置は、回転体を回転
駆動するインバータをさらに有しているとともに、イン
バータのスイッチング速度が、ノイズ成分のレベルが変
位検出信号に影響を与えないよう遅く設定されている。
According to another aspect of the present invention, the rotating body position detecting device further includes an inverter for rotationally driving the rotating body, and the carrier frequency of the inverter is set high so that the noise component level does not affect the displacement detection signal. It is set. The rotating body position detecting device according to claim 4 further comprises an inverter that rotationally drives the rotating body, and the switching speed of the inverter is set to be slow so that the level of the noise component does not affect the displacement detection signal. There is.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の回転体位置検出装置であれば、回転
体に対して所定位置に、所定の励振周波数が与えられる
ことにより所定のインピーダンスまたはインダクタンス
を生じさせるセンサを配置し、センサからの出力信号を
検波手段により検波してセンサのインピーダンス変化ま
たはインダクタンス変化を得、インピーダンス変化また
はインダクタンス変化に基づいて回転体の相対位置変位
を検出する場合に、検波手段の前段側に設けられたフィ
ルタ手段により少なくとも低周波成分を除去するのであ
るから、検波出力にノイズ成分が含まれることを大幅に
低減でき、この結果、回転体の位置検出精度を高めるこ
とができる。具体的には、洩れ磁束等に起因するノイズ
成分の周波数は上記所定の励振周波数と比較して著しく
低いのであるから、検波手段の前段側にフィルタ手段を
介在させることにより簡単にノイズ成分を除去でき、こ
の結果、回転体の位置検出精度を高めることができる。
According to the rotating body position detecting device of the present invention, a sensor for generating a predetermined impedance or inductance by applying a predetermined excitation frequency is arranged at a predetermined position with respect to the rotating body. When the output signal is detected by the detecting means to obtain the impedance change or the inductance change of the sensor and the relative position displacement of the rotating body is detected based on the impedance change or the inductance change, the filter means provided in the preceding stage of the detecting means Since at least the low frequency component is removed by this, it is possible to significantly reduce the noise component included in the detection output, and as a result, it is possible to improve the position detection accuracy of the rotating body. Specifically, the frequency of the noise component due to the leakage magnetic flux is remarkably lower than the predetermined excitation frequency, so that the noise component can be easily removed by interposing the filter means in front of the detection means. As a result, the accuracy of detecting the position of the rotating body can be improved.

【0012】請求項2の回転体位置検出装置であれば、
所定の励振周波数が高く設定されているのであるから、
フィルタ手段によるノイズ成分除去効果を高めることが
でき、ひいては回転体の位置検出精度を一層高めること
ができる。請求項3の回転体位置検出装置であれば、イ
ンバータのキャリア周波数が、ノイズ成分のレベルが変
位検出信号に影響を与えないよう高く設定されているの
であるから、請求項1の作用に加え、所定の励振周波数
を、例えば、ノイズ信号の影響を余り受けることなく、
検出感度が高くなる周波数に設定することが可能にな
る。
According to the rotating body position detecting device of claim 2,
Since the predetermined excitation frequency is set high,
The effect of removing noise components by the filter means can be enhanced, and the accuracy of detecting the position of the rotating body can be further enhanced. According to the rotating body position detecting device of claim 3, since the carrier frequency of the inverter is set to be high so that the level of the noise component does not affect the displacement detection signal, in addition to the function of claim 1, A given excitation frequency, for example, without being significantly affected by noise signals,
It becomes possible to set the frequency at which the detection sensitivity becomes high.

【0013】請求項4の回転体位置検出装置であれば、
インバータのスイッチング速度が、ノイズ成分のレベル
が変位検出信号に影響を与えないよう遅く設定されてい
るのであるから、ノイズ成分自体のレベルを十分に減衰
させることができ、この結果、回転体の位置検出精度を
高めることができる。
According to the rotating body position detecting device of claim 4,
Since the switching speed of the inverter is set so slow that the noise component level does not affect the displacement detection signal, the level of the noise component itself can be sufficiently attenuated. The detection accuracy can be improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。図1はこの発明の回転体位置検出装置の一実
施例を概略的に示すブロック図であり、回転体の一例と
しての磁性体製の回転子1を基準として2対の電磁石
(図示せず)が配置されているとともに、各対の電磁石
に対して選択的に励磁信号を与える電磁石制御回路(図
示せず)が設けられている。また、回転軸1に近接する
所定位置に2対の渦電流センサ4a,4b(但し、図1
には1対のみを示している)が設けられているととも
に、共通の高周波電源5の端子間に、それぞれ抵抗4
c,4dと直列接続された状態で渦電流センサ4a,4
bが接続されている。尚、図1中、6a,6b,6cは
固定子巻線であり、6は固定子巻線6a,6b,6cに
対して所定の電気角ずつ位相がずれた多相交流電源を供
給するためのインバータである。
Embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings showing embodiments. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of a rotating body position detecting device of the present invention. Two pairs of electromagnets (not shown) are set with a rotor 1 made of a magnetic body as an example of the rotating body as a reference. And an electromagnet control circuit (not shown) that selectively supplies an excitation signal to each pair of electromagnets. In addition, two pairs of eddy current sensors 4a and 4b (however, in FIG.
Is shown in FIG. 1), and a resistor 4 is provided between the terminals of the common high frequency power source 5 respectively.
eddy current sensors 4a, 4 when connected in series with c, 4d
b is connected. In FIG. 1, 6a, 6b and 6c are stator windings, and 6 is for supplying a multi-phase AC power source whose phase is deviated by a predetermined electrical angle to the stator windings 6a, 6b and 6c. Inverter.

【0015】そして、渦電流センサ4a,4bと抵抗4
c,4dとの接続点における分圧電圧をハイパスフィル
タ7a,7bを介して検波器8a,8bに供給し、高周
波電源5の電源周波数の近傍の周波数成分の信号を位置
検出信号として電磁石制御回路に供給している。上記の
構成の回転体位置決め装置の作用は次のとおりである。
The eddy current sensors 4a and 4b and the resistor 4
The divided voltage at the connection point with c and 4d is supplied to the detectors 8a and 8b via the high-pass filters 7a and 7b, and the signal of the frequency component near the power supply frequency of the high frequency power supply 5 is used as the position detection signal for the electromagnet control circuit. Is being supplied to. The operation of the rotating body positioning device having the above configuration is as follows.

【0016】回転子1が回転している状態において高周
波電源5により渦電流センサ4a,4bを励振すること
により回転軸1の表面に渦電流が生じ、渦電流に対応し
て渦電流センサ4a,4bのインピーダンスが変化す
る。したがって、発生した渦電流に起因する渦電流セン
サ4a,4bのインピーダンスを分圧電圧として検出
し、検波器8a,8bにより検波することにより、渦電
流センサ4a,4bと回転軸1との相対位置を検出でき
る。そして、渦電流センサ4から出力される位置検出信
号を電磁石制御回路に供給し、電磁石制御回路により各
対の電磁石を選択的に励磁することにより、位置変位を
補正する方向に回転軸1を移動させることができ、回転
軸1を高精度に位置決めできる。
By exciting the eddy current sensors 4a and 4b by the high frequency power source 5 while the rotor 1 is rotating, eddy currents are generated on the surface of the rotating shaft 1, and the eddy current sensors 4a and 4b correspond to the eddy currents. The impedance of 4b changes. Therefore, the impedances of the eddy current sensors 4a and 4b caused by the generated eddy currents are detected as the divided voltage and detected by the wave detectors 8a and 8b, whereby the relative positions of the eddy current sensors 4a and 4b and the rotating shaft 1 are detected. Can be detected. Then, the position detection signal output from the eddy current sensor 4 is supplied to the electromagnet control circuit, and the electromagnet control circuit selectively excites each pair of electromagnets to move the rotary shaft 1 in a direction to correct the position displacement. The rotary shaft 1 can be positioned with high accuracy.

【0017】以上の説明は、洩れ磁束等に起因する低周
波ノイズが存在しないことを前提としているが、一般的
にはこのような低周波ノイズが皆無であることはない。
したがって、例えば、図2(A)に示すノイズ信号の影
響を受けた場合には、渦転流センサ4aの端子間信号が
図2(B)に示すようにノイズ信号の影響を受けてしま
い、この端子間信号を検波器8aにより検波すれば、図
2(C)に示すようにノイズ信号の影響を大きく受けた
位置検出信号を得ることができる。また、この位置検出
信号に基づいて電磁石制御回路により電磁石を制御して
も、回転子1を正確には位置決めできない。しかし、こ
の実施例においては、各検波器8a,8bの前段にハイ
パスフィルタ7a,7bが設けられているので、洩れ磁
束等に起因する低周波ノイズ信号を除去した後に検波器
8a,8bにより検波されることになり、高精度の位置
検出を達成できる。さらに詳細に説明すれば、洩れ磁束
等に起因するノイズ信号と渦電流センサ4a,4bによ
り検出される位置検出信号との周波数スペクトラムは図
3に示すとおりであり、検波前においては十分に周波数
の差があるので、ハイパスフィルタ7a,7bによりか
なり高精度にノイズ信号を除去でき、ノイズ信号の影響
を殆ど受けていない位置検出信号を検波器8a,8bに
より得ることができる。
Although the above description is based on the assumption that there is no low-frequency noise due to leakage magnetic flux or the like, in general, such low-frequency noise does not exist at all.
Therefore, for example, when it is affected by the noise signal shown in FIG. 2A, the inter-terminal signal of the eddy commutation sensor 4a is affected by the noise signal as shown in FIG. If this inter-terminal signal is detected by the wave detector 8a, a position detection signal greatly affected by the noise signal can be obtained as shown in FIG. 2 (C). Even if the electromagnet is controlled by the electromagnet control circuit based on this position detection signal, the rotor 1 cannot be accurately positioned. However, in this embodiment, since the high-pass filters 7a and 7b are provided in front of the respective detectors 8a and 8b, the detectors 8a and 8b detect the low-frequency noise signals caused by the leakage magnetic flux. As a result, highly accurate position detection can be achieved. More specifically, the frequency spectrum of the noise signal due to the leakage magnetic flux and the position detection signal detected by the eddy current sensors 4a and 4b is as shown in FIG. Since there is a difference, the noise signals can be removed with high accuracy by the high-pass filters 7a and 7b, and the position detection signals hardly affected by the noise signals can be obtained by the wave detectors 8a and 8b.

【0018】図4はハイパスフィルタ7a,7bにより
ノイズ信号を除去した状態を示す周波数スペクトラムで
あり、中間周波数帯にかなりノイズ信号が残留している
が、この残留しているノイズ信号は、検波後にローパス
フィルタを通すことによりほぼ完全に除去できる。ま
た、以上の説明から明らかなように、高周波電源5の電
源周波数をより高く設定することにより、ハイパスフィ
ルタ7a,7bによるノイズ信号除去効果を著しく高め
ることができ、位置検出精度を著しく高めることができ
る。
FIG. 4 is a frequency spectrum showing a state in which the noise signal is removed by the high-pass filters 7a and 7b. A considerable noise signal remains in the intermediate frequency band, but this residual noise signal is detected after detection. It can be almost completely removed by passing it through a low-pass filter. Further, as is clear from the above description, by setting the power supply frequency of the high frequency power supply 5 higher, the noise signal removing effect of the high pass filters 7a and 7b can be remarkably enhanced, and the position detection accuracy can be remarkably enhanced. it can.

【0019】尚、以上の実施例においては、低周波のノ
イズ信号を除去するためにハイパスフィルタ7a,7b
を採用しているが、高周波電源5の電源周波数の近傍の
周波数成分のみを選択するバンドパスフィルタを採用し
てもよいことはもちろんである。さらに、以上の説明に
おいては、インバータ6等に起因するノイズ信号を全く
考慮していないが、インバータ等に起因するノイズ信号
は、図5(A)に示すように、周波数が高くなるにつれ
て信号レベルが減衰するのであるから、高周波電源5の
電源周波数を高く設定することにより同様にノイズ信号
除去効果を高めることができる。逆に、インバータ6等
のスイッチング回路をノイズ発生源として見た場合に
は、スイッチング速度を遅くすることにより波形を鈍ら
せれば、図5(B)に示すように、ノイズ信号の信号レ
ベルの減衰が顕著になるので、高周波電源5の電源周波
数を高く設定した場合とほぼ等価になり、ノイズ除去効
果を高めることができる。また、インバータ6のキャリ
ア周波数を高く設定した場合にも同様の作用を達成でき
る。この場合には、キャリア周波数の設定によりノイズ
信号除去を達成しているのであるから、高周波電源5の
電源周波数を適宜設定することが可能になり、例えば、
検出感度が高くなる周波数に設定することにより位置検
出感度を高めることができる。さらに、インバータ6か
ら発生する高周波成分を一層低減するために、例えば、
スイッチング素子のゲートドライブ抵抗を大きくし、ス
イッチング素子のドレイン・ソース端子間にスナバ回路
を付加し、または1対のスイッチング素子の接続点に洩
れインピーダンスの数倍のインピーダンスを接続するこ
と等が考えられる。
In the above embodiments, the high-pass filters 7a and 7b are used to remove low frequency noise signals.
However, it goes without saying that a bandpass filter that selects only frequency components near the power supply frequency of the high frequency power supply 5 may be used. Further, in the above description, the noise signal caused by the inverter 6 or the like is not considered at all, but the noise signal caused by the inverter or the like is, as shown in FIG. Therefore, the noise signal removing effect can be similarly enhanced by setting the power supply frequency of the high frequency power supply 5 to be high. On the contrary, when the switching circuit such as the inverter 6 is viewed as a noise generation source, if the waveform is blunted by slowing the switching speed, as shown in FIG. 5B, the signal level of the noise signal is attenuated. Is substantially equivalent to that when the power supply frequency of the high frequency power supply 5 is set high, and the noise removal effect can be enhanced. Further, the same effect can be achieved even when the carrier frequency of the inverter 6 is set high. In this case, since the noise signal removal is achieved by setting the carrier frequency, the power supply frequency of the high frequency power supply 5 can be appropriately set.
The position detection sensitivity can be increased by setting the frequency at which the detection sensitivity becomes high. Further, in order to further reduce the high frequency component generated from the inverter 6, for example,
It is conceivable to increase the gate drive resistance of the switching element, add a snubber circuit between the drain and source terminals of the switching element, or connect an impedance several times the leakage impedance to the connection point of a pair of switching elements. .

【0020】さらにまた、ノイズ信号源となる電磁石、
電磁石制御回路、渦電流センサ4a,4b、渦電流セン
サ用の検出回路、インバータ回路、各種電源回路等に起
因するノイズ信号の周波数成分を予め検出しておいて、
これらノイズ信号の影響を受けることなく位置変位信号
を検出し得る周波数帯に対応するバンドパスフィルタを
設けることにより、ノイズ信号源毎にフィルタを設ける
ことによる回路構成の複雑化を防止できる。もちろん、
上記各種ノイズ信号源の周波数を位置変位信号の周波数
帯と大きくかけ離れた周波数に設定してもよく、この場
合には、高周波電源5の電源周波数を検出感度が高くな
る周波数に設定することが可能になり、位置検出感度を
高めることができる。
Furthermore, an electromagnet which is a noise signal source,
The frequency components of the noise signal caused by the electromagnet control circuit, the eddy current sensors 4a and 4b, the detection circuit for the eddy current sensor, the inverter circuit, various power supply circuits, etc. are detected in advance,
By providing the bandpass filter corresponding to the frequency band in which the position displacement signal can be detected without being affected by the noise signal, it is possible to prevent the circuit configuration from becoming complicated by providing the filter for each noise signal source. of course,
The frequency of each of the various noise signal sources may be set to a frequency largely separated from the frequency band of the position displacement signal, and in this case, the power supply frequency of the high frequency power supply 5 can be set to a frequency at which the detection sensitivity becomes high. Therefore, the position detection sensitivity can be improved.

【0021】図6はこの発明のさらに他の構成例の要部
を示す電気回路図であり、トランジスタ10のベース・
エミッタ端子間にインダクタンス11を、ベース・コレ
クタ端子間にコンデンサ12を、コレクタ・エミッタ端
子間に渦電流センサ4aを接続してハートレ発振回路を
構成している。ここで、インダクタンス11、渦電流セ
ンサ4aのインダクタンスをそれぞれL2,L1とし、
コンデンサ12の静電容量をC1とすれば、発振周波数
Fは、 F=1/[2π{(L1+L2)C1}1/2] となる。そして、L2,C1は定数であるから、発振周
波数FはインダクタンスL1の関数となり、図7に示す
ように、発振周波数FとインダクタンスL1とは1対1
の対応をとることになる。
FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a main part of still another configuration example of the present invention.
An inductor 11 is connected between the emitter terminals, a capacitor 12 is connected between the base and collector terminals, and an eddy current sensor 4a is connected between the collector and emitter terminals to form a Hartley oscillator circuit. Here, the inductance of the inductance 11 and the inductance of the eddy current sensor 4a are L2 and L1, respectively,
When the capacitance of the capacitor 12 is C1, the oscillation frequency F is F = 1 / [2π {(L1 + L2) C1} 1/2 ]. Since L2 and C1 are constants, the oscillation frequency F becomes a function of the inductance L1, and as shown in FIG. 7, the oscillation frequency F and the inductance L1 are 1: 1.
Will be taken.

【0022】したがって、上記発振回路により得られる
発振周波数を、従来公知のFM受信器と同様の変換回路
を用いて振幅成分に変換することにより位置検出信号を
得ることができる。この場合には、渦電流センサ4aの
インダクタンス変化により周波数変調を施した状態にな
るため、耐ノイズ性が高く、高精度の位置検出信号を得
ることができる。
Therefore, the position detection signal can be obtained by converting the oscillation frequency obtained by the above oscillation circuit into an amplitude component by using a conversion circuit similar to a conventionally known FM receiver. In this case, since the frequency is modulated by the change in the inductance of the eddy current sensor 4a, it is possible to obtain a highly accurate position detection signal with high noise resistance.

【0023】尚、この実施例は渦電流センサのインピー
ダンス変化により発振周波数を変化させるようにしてい
るが、静電容量式のセンサのインダクタンス変化により
発振周波数を変化させ得ることはもちろんである。
Although the oscillation frequency is changed by changing the impedance of the eddy current sensor in this embodiment, it is needless to say that the oscillation frequency can be changed by changing the inductance of the capacitance type sensor.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、検波手
段の前段側に設けられたフィルタ手段により少なくとも
低周波成分を除去するのであるから、検波出力にノイズ
成分が含まれることを大幅に低減でき、この結果、回転
体の位置検出精度を高めることができるという特有の効
果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, at least the low frequency component is removed by the filter means provided on the upstream side of the detection means. Therefore, there is a unique effect that the accuracy of detecting the position of the rotating body can be improved.

【0025】請求項2の発明は、フィルタ手段によるノ
イズ成分除去効果を高めることができ、ひいては回転体
の位置検出精度を一層高めることができるという特有の
効果を奏する。請求項3の発明は、請求項1の効果に加
え、所定の励振周波数を、ノイズ信号の影響を余り受け
ることなく、検出感度が高くなる周波数に設定すること
が可能になるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 2 has a unique effect that the effect of removing the noise component by the filter means can be enhanced, and the accuracy of detecting the position of the rotating body can be further enhanced. In addition to the effect of claim 1, the invention of claim 3 has a unique effect that the predetermined excitation frequency can be set to a frequency at which the detection sensitivity becomes high without being significantly affected by the noise signal. Play.

【0026】請求項4の発明は、ノイズ成分自体のレベ
ルを十分に減衰させることができ、ひいては、回転体の
位置検出精度を高めることができるという特有の効果を
奏する。
The invention according to claim 4 has a unique effect that the level of the noise component itself can be sufficiently attenuated, and in turn, the position detection accuracy of the rotating body can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の回転位置検出装置の一実施例を組込
んだ回転体位置決め装置を概略的に示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a rotary body positioning device incorporating an embodiment of a rotary position detecting device of the present invention.

【図2】検波後の位置変位信号に対するノイズ信号の影
響を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the influence of a noise signal on a position displacement signal after detection.

【図3】位置変位信号と洩れ磁束等に起因するノイズ信
号との周波数スペクトラムを示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing frequency spectra of a position displacement signal and a noise signal caused by leakage magnetic flux and the like.

【図4】検波器の前段における周波数スペクトラムを示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum in the preceding stage of the detector.

【図5】位置変位信号とインバータ等等に起因するノイ
ズ信号との周波数スペクトラムを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a frequency spectrum of a position displacement signal and a noise signal caused by an inverter or the like.

【図6】この発明のさらに他の構成例の要部を示す電気
回路図である。
FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a main part of still another configuration example of the present invention.

【図7】図6の構成例における発振周波数と渦電流セン
サのインピーダンスとの関係を示す図である。
7 is a diagram showing the relationship between the oscillation frequency and the impedance of the eddy current sensor in the configuration example of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回転体としての回転子 4 渦電流センサ 5 高周波電源 6 インバータ 7a,7b ハイパスフィルタ 8a,8b 検波器 1 Rotor as a rotating body 4 Eddy current sensor 5 High frequency power supply 6 Inverter 7a, 7b High-pass filter 8a, 8b Detector

フロントページの続き (72)発明者 木村 文孝 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 ダイキン工業株式会社滋賀製作所内 (72)発明者 大山 和伸 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 ダイキン工業株式会社滋賀製作所内Front page continuation (72) Inventor Fumitaka Kimura 2 at 1000 Otani, Okamoto Town, Kusatsu City, Shiga Daikin Industry Co., Ltd. Shiga Factory (72) Inventor Kashin Oyama 2 at 1000 Otani, Okamoto Town, Kusatsu City, Shiga Prefecture Industrial Co., Ltd. Shiga Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転体(1)に対して所定位置に、所定
の励振周波数の電源が与えられることにより所定のイン
ピーダンスまたはインダクタンスを生じさせるセンサ
(4a)(4b)を配置し、センサ(4a)(4b)か
らの出力信号を検波手段(8a)(8b)により検波し
てセンサ(4a)(4b)のインピーダンス変化または
インダクタンス変化を得、得られたインピーダンス変化
またはインダクタンス変化に基づいて回転体(1)の相
対位置変位を検出する回転体位置検出装置において、検
波手段(8a)(8b)の前段側に少なくとも低周波成
分を除去するフィルタ手段(7a)(7b)を設けたこ
とを特徴とする回転体位置検出装置。
1. Sensors (4a) (4b) which generate a predetermined impedance or inductance when a power source of a predetermined excitation frequency is applied are arranged at predetermined positions with respect to the rotating body (1), and the sensors (4a ) The output signal from (4b) is detected by the detection means (8a) (8b) to obtain the impedance change or the inductance change of the sensors (4a) (4b), and the rotating body is based on the obtained impedance change or the inductance change. The rotary body position detecting device for detecting relative position displacement of (1) is characterized in that filter means (7a) (7b) for removing at least low frequency components is provided in front of the detection means (8a) (8b). And a rotating body position detecting device.
【請求項2】 上記所定の励振周波数が、ノイズ成分の
レベルが変位検出信号に影響を与えないよう高く設定さ
れている請求項1に記載の回転体位置検出装置。
2. The rotating body position detecting device according to claim 1, wherein the predetermined excitation frequency is set high so that the level of the noise component does not affect the displacement detection signal.
【請求項3】 回転体(1)を回転駆動するインバータ
(6)をさらに有しているとともに、インバータ(6)
のキャリア周波数が、ノイズ成分のレベルが変位検出信
号に影響を与えないよう高く設定されている請求項1に
記載の回転体位置検出装置。
3. An inverter (6) further comprising an inverter (6) for rotationally driving the rotating body (1).
2. The rotating body position detecting device according to claim 1, wherein the carrier frequency is set to be high so that the level of the noise component does not affect the displacement detection signal.
【請求項4】 回転体(1)を回転駆動するインバータ
(6)をさらに有しているとともに、インバータ(6)
のスイッチング速度が、ノイズ成分のレベルが変位検出
信号に影響を与えないよう遅く設定されていることを特
徴とする回転体位置検出装置。
4. An inverter (6) further having an inverter (6) for rotationally driving the rotating body (1).
The rotation speed of the rotating body position detecting device is set so that the noise component level does not affect the displacement detection signal.
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